專利名稱：用水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿的方法
背景技術(shù)：
在紙制品的制造中，通常需要通過加入化學(xué)添加劑來增強(qiáng)物理和/或光學(xué)性能。通常，諸如軟化劑、著色劑、拋光劑、加強(qiáng)劑等的化學(xué)添加劑在制造過程中被加入到在造紙機(jī)中的高位調(diào)漿箱上游的纖維漿中以便為最終的制品提供某些屬性。這些化學(xué)添加劑通常在纖維漿的纖維稠度在大約0.15％至大約5％范圍內(nèi)的漿池或者供料線中被混合或者在生產(chǎn)過程中被噴射到濕或干紙或者棉紙上。
在每一個(gè)造紙機(jī)處添加化學(xué)添加劑的一個(gè)缺點(diǎn)是，制造商必須在每一個(gè)造紙機(jī)上安裝設(shè)備以實(shí)現(xiàn)化學(xué)添加劑的添加。在許多情況下，這是一種高成本的提議。另外，由每一個(gè)造紙機(jī)生產(chǎn)出來的最終制品的均勻性可能會(huì)根據(jù)化學(xué)添加劑的添加方式、化學(xué)添加劑的均勻性和濃度的變化、化學(xué)添加劑加入的精確位置、造紙機(jī)間的水化學(xué)性能差異以及每一個(gè)造紙機(jī)的人為和功能差異而改變。
關(guān)于在濕端化學(xué)添加劑添加的另一個(gè)問題是，水溶性或者水分散性化學(xué)添加劑懸浮在水中，并且在濕紙形成之前不會(huì)被完全吸收或者保留在纖維上。為了提高濕端化學(xué)添加劑的吸收性能，通常利用官能團(tuán)使化學(xué)添加劑改性以當(dāng)其在水中時(shí)為其提供電荷。帶電荷的化學(xué)添加劑和帶陰離子電荷的纖維表面之間的動(dòng)電吸引有助于化學(xué)添加劑沉積和保留在纖維上。但是，可被吸收和保留在造紙機(jī)濕端的化學(xué)添加劑的量通常遵循一個(gè)表示增加的吸收量隨著濃度的增大而減小的吸收曲線，該吸收曲線與Langmuir所描繪的類似。因此，水溶性或者水分散性化學(xué)添加劑的吸收量可能遠(yuǎn)小于100％，特別是當(dāng)試圖達(dá)到高化學(xué)添加劑充填水平時(shí)。水不溶性化學(xué)添加劑在造紙工藝的水系統(tǒng)中的使用存在更大的問題并且所能夠提供的充填水平通常更差。水不溶性化學(xué)添加劑或者非水分散性化學(xué)添加劑通常不能用于這樣的水系統(tǒng)中，除非采用乳狀液的形式。
因此，在任何化學(xué)制品添加水平下，特別是在高添加水平下，一部分化學(xué)添加劑被保留在纖維表面上?；瘜W(xué)添加劑的剩余部分保持溶解或者分散在懸浮水相中。這些未被吸收或者未保留的化學(xué)添加劑可在造紙過程中產(chǎn)生許多問題?；瘜W(xué)添加劑的精確特性將決定可能出現(xiàn)的特定問題，但是可能由于未被吸收或者未保留的化學(xué)添加劑所導(dǎo)致的部分問題包括起泡沫、沉淀、其他纖維流的污染、造紙機(jī)上的不良纖維保留、多層制品中受到不良影響的化學(xué)層純度、在水系統(tǒng)中的溶解固體的沉積、與其他處理化學(xué)制品相互影響、氈或者織物堵塞、在干燥器表面上的過度粘附或者脫落、最終制品中的物理性質(zhì)差異。
因此，在該技術(shù)中缺少的和需要的是一種利用水不溶性化學(xué)添加劑的改進(jìn)方法，該方法能夠使添加到紙漿纖維中的水不溶性化學(xué)添加劑更稠但可減少或者消除造紙機(jī)上的工業(yè)用水中的未保留的水不溶性化學(xué)添加劑。該方法使造紙機(jī)中可能由于常規(guī)濕端添加而產(chǎn)生的相關(guān)的制造和最終制品質(zhì)量問題達(dá)到最小。
發(fā)明概述現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過處理的紙漿纖維已經(jīng)在水中再分散后，水不溶性化學(xué)添加劑可以以高和/或稠的水平被供給到紙漿纖維，但僅有少量的未保留的水不溶性化學(xué)添加劑存在于造紙過程的水中。這可通過在紙漿廠進(jìn)行最后工序之前利用一種水不溶性化學(xué)添加劑處理纖維網(wǎng)、完成最后工序、使最終的紙漿在造紙廠中再分散并且在紙制品的生產(chǎn)中利用最終的紙漿來實(shí)現(xiàn)。
因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制備經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的方法。該方法包括生產(chǎn)一種纖維漿，該纖維漿包括工業(yè)用水和原漿纖維。纖維漿被輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且被制成濕纖維網(wǎng)。濕纖維網(wǎng)被干燥到預(yù)定的稠度，從而形成干燥的纖維網(wǎng)。利用一種水不溶性化學(xué)添加劑處理該干燥的纖維網(wǎng)，從而形成包含經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)，其中的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維具有增加或提高的水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的水不溶性化學(xué)添加劑量的保留水平的25％到100％之間。水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平可在水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的60％到100％之間或者約80％到100％之間。作為常規(guī)濕端添加劑添加的化學(xué)保留水平方面的變化所測量的水不溶性化學(xué)添加劑的提高的化學(xué)保留水平可在水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的約5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和約25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是，下限的數(shù)值小于上限的數(shù)值。然后這樣經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維可應(yīng)用在分離工藝中以便于產(chǎn)生紙制品。
另一方面，本發(fā)明也提供一種用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法。該方法包括將紙漿纖維與工業(yè)用水相混合以形成纖維漿。所述纖維漿被輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)。濕纖維網(wǎng)被脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)。將一種水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水的纖維網(wǎng)上，從而形成包含經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)，其中的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維具有增加或提高的水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，其中當(dāng)經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平可在水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的60％到100％之間或者約80％到100％的范圍之間。作為常規(guī)濕端添加劑添加的化學(xué)保留水平方面的變化所測量的水不溶性化學(xué)添加劑的提高的化學(xué)保留水平可在水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的約5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和約25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是，下限的數(shù)值小于上限的數(shù)值。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案所涉及的是一種用于在紙漿加工階段過程中將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法。在紙漿加工階段過程中，即在造紙機(jī)的上游，可獲得經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維。此外，經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維可被輸送到幾個(gè)可布置于不同位置的不同的造紙機(jī)處，并且從每個(gè)造紙機(jī)中出來的成品的質(zhì)量都將更一致。另外，通過在紙漿纖維可以應(yīng)用在多個(gè)造紙機(jī)或者一個(gè)造紙機(jī)的多個(gè)道次上之前用化學(xué)方法處理紙漿纖維，則可不再需要在每個(gè)造紙機(jī)處安置用于添加水不溶性化學(xué)添加劑的設(shè)備。
本發(fā)明用于加工紙漿纖維的方法還能使得更高更均勻濃度的水不溶性化學(xué)添加劑被紙漿纖維保留，而且同時(shí)在造紙機(jī)的水相中保持與造紙機(jī)濕端化學(xué)添加劑添加相比更低水平的未保留水不溶性化學(xué)添加劑。
詞語“未保留”是指未由紙漿纖維保留從而保持懸浮于工業(yè)用水中的化學(xué)添加劑的任何部分。詞語“網(wǎng)形成設(shè)備”包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的漿板機(jī)的長網(wǎng)造紙機(jī)成形設(shè)備、雙網(wǎng)成形裝置、圓網(wǎng)造紙機(jī)、壓成形裝置、新月形成形器等。詞語“水”是指水或包含水和造紙工藝中所需要的其他處理添加劑的溶液。詞語“化學(xué)添加劑”是指一種處理化合物或指處理化合物的混合物。還應(yīng)該理解的是，本發(fā)明中所使用的化學(xué)添加劑可為可吸附型化學(xué)添加劑。
干燥纖維網(wǎng)的稠度為65％到100％。在其他實(shí)施方案中，干燥纖維網(wǎng)的稠度為80％到100％或?yàn)?5％到95％。脫水纖維網(wǎng)的稠度為20％到65％。在其他實(shí)施方案中，脫水纖維網(wǎng)的稠度為40％到65％或?yàn)?0％到65％。碎屑的稠度為20％到85％。在其他實(shí)施方案中，碎屑的稠度為30％到60％或?yàn)?0％到45％。
本發(fā)明的方法供生產(chǎn)用于制造紙制品的用途的紙漿纖維之用。本發(fā)明的一個(gè)方面在于，經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的均勻供應(yīng)，代替了昂貴而可變的在一個(gè)或多個(gè)造紙機(jī)處的化學(xué)處理的需要。本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，與造紙機(jī)上工業(yè)用水中未結(jié)合或結(jié)合有極少量未保留水不溶性化學(xué)添加劑可獲得的紙漿纖維相比，具有更高水不溶性化學(xué)添加劑含量的紙漿纖維。這是由于經(jīng)由濕端添加的水不溶性化學(xué)添加劑含量通常受以下情況的限制未吸附或未保留水不溶性化學(xué)添加劑的水平和/或接觸時(shí)間、以及其相關(guān)加工困難，諸如起泡沫、沉積、化學(xué)相互作用、粘結(jié)堵塞、過度的干燥粘合或釋放或者由于在造紙機(jī)上工業(yè)用水中存在未吸附或未保留的水不溶性化學(xué)添加劑所導(dǎo)致的種種紙張物理性能控制問題。本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，輸送用水不溶性化學(xué)添加劑所處理的紙漿纖維的能力，所述水不溶性化學(xué)添加劑當(dāng)在造紙操作的濕端中添加時(shí)不會(huì)被保留。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明包括將至少第一化學(xué)添加劑添加到紙漿纖維中。紙漿纖維與工業(yè)用水相混合從而形成纖維漿。所述纖維漿被輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備中。纖維漿被脫水從而形成碎屑漿。將一種水不溶性化學(xué)添加劑施加到碎屑漿中，從而形成包含經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的碎屑漿。經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維具有增加或提高的水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，其中當(dāng)經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平可在水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的60％到100％之間或者約80％到100％的范圍之間。作為常規(guī)濕端添加劑添加的化學(xué)保留水平方面的變化所測量的水不溶性化學(xué)添加劑的提高的化學(xué)保留水平可在水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的約5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和約25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是，下限的數(shù)值小于上限的數(shù)值。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法。該方法包括產(chǎn)生包含工業(yè)用水與紙漿纖維的纖維漿。所述纖維漿被輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)。濕纖維網(wǎng)被脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)。將第一水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水的纖維網(wǎng)上，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)。將第二水不溶性化學(xué)添加劑施加到經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)上，從而形成包含經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有增加或提高的第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第一水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間，并且其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且，當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第二水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平可在所施加的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑量的60％到100％之間或者約80％到100％的范圍之間。作為常規(guī)濕端添加劑添加的化學(xué)保留水平方面的變化所測量的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的提高的化學(xué)保留水平可分別在第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的約5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和約25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是，下限的數(shù)值小于上限的數(shù)值。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法。該方法包括將紙漿纖維與工業(yè)用水相混合以形成纖維漿。所述纖維漿被輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)。濕纖維網(wǎng)被脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)。脫水的纖維網(wǎng)被干燥到預(yù)定的稠度從而形成干燥的纖維網(wǎng)。將第一水不溶性化學(xué)添加劑施加到干燥纖維網(wǎng)上并向干燥纖維網(wǎng)施加第二水不溶性化學(xué)添加劑，從而形成包含經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有增加或提高的第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第一水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間，并且其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且，當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第二水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平可在所施加的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑量的60％到100％之間或者約80％到100％的范圍之間。作為常規(guī)濕端添加劑添加的化學(xué)保留水平方面的變化所測量的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的提高的化學(xué)保留水平可分別在第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的約5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和約25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是，下限的數(shù)值小于上限的數(shù)值?？缮a(chǎn)出具有由于紙漿纖維對于化學(xué)添加劑的保留而增強(qiáng)質(zhì)量的成品。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于，用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法。該方法包括將紙漿纖維與工業(yè)用水相混合以形成纖維漿。所述纖維漿被輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)。濕纖維網(wǎng)被脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)。向脫水纖維網(wǎng)上施加第一水不溶性化學(xué)添加劑從而形成經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)。將經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)干燥到預(yù)定的稠度從而形成經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)。將第二水不溶性化學(xué)添加劑施加到經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)上，從而形成包含經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第一水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間，并且其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且，當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第二水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平可在所施加的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑量的60％到100％之間或者約80％到100％的范圍之間。作為常規(guī)濕端添加劑添加的化學(xué)保留水平方面的變化所測量的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的提高的化學(xué)保留水平可分別在第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑的保留水平的約5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和約25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范圍內(nèi)。應(yīng)該理解的是，下限的數(shù)值小于上限的數(shù)值。可生產(chǎn)出具有由于紙漿纖維對于化學(xué)添加劑的保留而增強(qiáng)質(zhì)量的成品。
本發(fā)明具體可用于向紙漿纖維中添加水不溶性化學(xué)添加劑，諸如軟化劑，使成品具有較少的問題和能夠低成本生產(chǎn)，所述成品具有由紙漿纖維所保留的水不溶性化學(xué)添加劑提供的增強(qiáng)的質(zhì)量。
因此，本發(fā)明的另一個(gè)方面在于由已被化學(xué)處理以使得造紙機(jī)上工業(yè)用水中水不溶性化學(xué)添加劑的殘余或未保留量最小化的紙漿纖維制成的紙制品。文中所使用的詞語“紙”大致包括書寫紙、印刷紙、包裝紙、衛(wèi)生紙以及工業(yè)紙、新聞紙、掛面紙板、棉紙、浴棉紙、面巾紙、餐巾紙、手帕紙、以及擦手紙，以及依照生產(chǎn)此類產(chǎn)品的任何傳統(tǒng)工藝所制造的其他纖維素結(jié)構(gòu)，包括吸收墊、吸收物品中的入口網(wǎng)諸如尿布、褥、濕抹布、肉禽墊、女用護(hù)墊等等。關(guān)于文中所使用的詞語“紙”的用法包括任何只包含纖維素纖維或與其他天然或合成纖維組合而成的纖維狀網(wǎng)。它可被層化或非層化、弄縐或不弄縐、并可包括單層或多層。另外，紙或棉網(wǎng)可包含用于增強(qiáng)整體性和強(qiáng)度的增強(qiáng)纖維。
詞語“軟化劑”是指任何可結(jié)合在紙制品諸如棉紙中的水不溶性化學(xué)添加劑，用于提供改進(jìn)的流動(dòng)性、觸感并降低紙硬度。這些水不溶性化學(xué)添加劑還可用于降低紙硬度或可單獨(dú)用于諸如通過減少棉紙表面與手之間的摩擦系數(shù)而提高棉紙的表面特性。
術(shù)語“染料”是指可結(jié)合在紙制品諸如衛(wèi)生間用紙、面巾紙、紙巾以及餐巾紙中以提供顏色的任何化學(xué)制品。依賴于化學(xué)制品的性質(zhì)，可將染料分類為酸性染料、堿性染料、直接染料、纖維素活性染料、或顏料。所有的分類都適合于與本發(fā)明結(jié)合使用。
術(shù)語“水不溶性”是指在水中將不形成溶液的固相或液相，而術(shù)語“水分散性”是指可被分散到水介質(zhì)中的膠體尺寸或更大尺寸的固相或液相。
術(shù)語“粘合劑”是指可結(jié)合到棉紙中以增加或增強(qiáng)紙板中纖維間或纖維內(nèi)粘合水平的任何化學(xué)制品。增強(qiáng)的粘合劑可為離子的、氫或共價(jià)性質(zhì)的。應(yīng)該理解的是，粘合劑是指干燥和潤濕強(qiáng)度增強(qiáng)的化學(xué)添加劑。
用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法可在多種紙漿最終工序中應(yīng)用，包括干燥濕漿板、潤濕濕漿板、碎屑漿以及急驟干燥紙漿操作。通過示例的方式，在Pulp and Paper ManufactureThepulping of wood，第二版，第1卷，第12章.編者Ronald G.MacDonald中披露了各種紙漿整理工序(也稱之為壓漿)，該文獻(xiàn)的內(nèi)容在這里列作參考內(nèi)容。在本發(fā)明中可使用各種方法施加水不溶性化學(xué)添加劑，包括但不局限于噴涂、涂布、起泡沫、打印、施膠加壓或本領(lǐng)域公知的其他任何方法。
另外，在使用不只一種水不溶性化學(xué)添加劑的情況中，可將水不溶性化學(xué)添加劑按照次序添加到纖維網(wǎng)中，以減少水不溶性化學(xué)添加劑之間的相互作用。
許多紙漿纖維類型可用于本發(fā)明，包括硬木或軟木、稻草、亞麻、乳草屬植物種子絲棉纖維、馬尼拉麻、大麻、洋麻、甘蔗渣、棉花、蘆葦?shù)鹊?。所有已知的造紙纖維都可使用，包括漂白了的和未漂白的纖維、天然纖維(包括木質(zhì)纖維和其他纖維素纖維、纖維素衍生物、以及用化學(xué)方法硬化或交聯(lián)的纖維)、合成纖維的一些組成部分(合成造紙纖維，包括用聚丙烯、丙烯酸、芳香族聚酰胺、醋酸鹽等等制成的某些形式的纖維)、原始的可回收或重復(fù)利用的纖維、硬木和軟木、以及已用機(jī)械方法化成紙漿(例如，做紙漿用的磨碎之木料)、以化學(xué)方法化成紙漿(包括但不局限于牛皮紙和亞硫酸鹽制漿工藝)、用熱機(jī)械方法化成紙漿、用化學(xué)機(jī)械方法化成紙漿等等的纖維。上面所述或所涉及的纖維分類的任何組的混合物都可使用?？捎帽绢I(lǐng)域中有利的公知的多種方法制備紙漿纖維。制備纖維的實(shí)用方法包括分散以提供卷曲和提高的干燥特性，諸如1994年9月20日授權(quán)M.A.Hermans等人的美國專利5,348,620和1996年3月26日授權(quán)M.A.Hermans等人的美國專利5,501,768以及1997年8月12日授權(quán)Farrington.Jr.等人的美國專利5,656,132中所披露的方法。
依照本發(fā)明，紙漿纖維的化學(xué)處理可在制漿程序之前、期間和之后進(jìn)行。用于干燥的通常公認(rèn)方法包括急驟干燥、圓筒烘燥、撞擊干燥、通氣干燥、紅外干燥、流化床或本領(lǐng)域公知的任何干燥方法。在不使用干燥器的情況下，本發(fā)明還可適用于潤濕濕漿板的工藝。
從以下的詳細(xì)描述中將清楚本發(fā)明的各個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)。在描述中，參照示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的附圖。所述實(shí)施方案并不代表本發(fā)明的全部范圍。因此應(yīng)參照文中用于解釋本發(fā)明全部范圍的權(quán)利要求。
附圖簡述

圖1示出了本發(fā)明所涉及的方法的示意性程序流程圖，所述方法用于用一種水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿纖維。
圖2示出了本發(fā)明所涉及的方法的示意性程序流程圖，所述方法用于用多種水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿纖維。
圖3示出了本發(fā)明所涉及的制造褶皺棉紙片方法的示意性程序流程圖。
圖4示出了用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的流化床設(shè)備。
圖5示出了用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的流化床設(shè)備。
發(fā)明詳述下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。關(guān)于制漿階段、制漿工藝以及紙漿纖維的干燥，可使用多種常規(guī)制漿設(shè)備和操作。應(yīng)該理解的是，紙漿纖維可為原始紙漿纖維或回收利用的紙漿纖維。然而，出于提供本發(fā)明各種實(shí)施方案可適用范圍的目的示出了具體的常規(guī)成分。通過依照本發(fā)明處理紙漿纖維而不是在造紙機(jī)處在濕端添加中處理紙漿纖維可獲得由紙漿纖維所改進(jìn)的化學(xué)添加劑的保留水平。另外，本發(fā)明能夠在造紙廠進(jìn)行快速的紙漿纖維等級變化。
圖1示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案所涉及的用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的制漿工藝制備設(shè)備。纖維漿10被制備之后通過合適的導(dǎo)管(未示出)被輸送到高位調(diào)漿箱28中，在高位調(diào)漿箱28處纖維漿10被噴射或沉積到長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域30中，從而形成濕纖維網(wǎng)32。濕纖維網(wǎng)32可經(jīng)歷機(jī)械壓力以去除工業(yè)用水。應(yīng)該理解的是，所述工業(yè)用水可包含用于在板形成步驟之前處理纖維漿10的處理助劑。在所示出的實(shí)施方案中，長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域30在壓榨部44之前，盡管備選的脫水裝置諸如輥隙增厚裝置等等也可用在漿板機(jī)中。纖維漿10被沉積到有孔織物46上，以使得可從濕纖維網(wǎng)32中去除長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域?yàn)V出液48。長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域?yàn)V出液48包括一部分工業(yè)用水。壓榨部44或本領(lǐng)域公知的其他脫水裝置適當(dāng)?shù)厥沟脻窭w維網(wǎng)32的纖維稠度增強(qiáng)30％或更高，尤其是增強(qiáng)40％或更高從而形成脫水網(wǎng)33。在板形成步驟期間作為長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域?yàn)V出液48被去除的工業(yè)用水可用作制漿工藝中稀釋階段的稀釋用水或者被排出。
在輔助壓榨部或本領(lǐng)域公知的其他脫水裝置中可對脫水纖維網(wǎng)33進(jìn)一步脫水。適當(dāng)脫水的纖維網(wǎng)33可被輸送到干燥機(jī)區(qū)域34，在干燥機(jī)區(qū)域34處在脫水纖維網(wǎng)33上執(zhí)行蒸發(fā)式烘燥到風(fēng)干稠度，從而形成干燥纖維網(wǎng)36。之后將干燥纖維網(wǎng)36繞在卷筒37上或?qū)⑵淝?、割成片并通過打包機(jī)(未示出)進(jìn)行打包以便于輸送到造紙機(jī)38(如圖3中所示的)。
如圖1中所示的，可在多個(gè)添加位置35a、35b、35c和35d將水不溶性化學(xué)添加劑24添加或施加到脫水纖維網(wǎng)33或干燥纖維網(wǎng)36。應(yīng)該理解的是，盡管在圖1中只示出了四個(gè)添加位置35a、35b、35c和35d，但是水不溶性化學(xué)添加劑24的添加可出現(xiàn)在濕纖維網(wǎng)32初始干燥位置到將干燥纖維網(wǎng)36繞在卷筒37上或?qū)⑵浯虬员阌谳斔偷皆旒垯C(jī)的位置之間的任意位置。添加位置35a示出了在壓榨部44中的水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。添加位置35b示出了在壓榨部44與干燥機(jī)區(qū)域34之間的水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。添加位置35c示出了在干燥機(jī)區(qū)域34中的水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。添加位置35d示出了在干燥機(jī)區(qū)域34與卷筒37或打包機(jī)(未示出)之間的水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。
由經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高。在具體可取的實(shí)施方案中，所保留的水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.5kg/公噸或更高，特別地為1kg/公噸或更高，更特別地為2kg/公噸或更高。一旦經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維在造紙機(jī)處被再分散，在工業(yè)用水相中未保留的水不溶性化學(xué)添加劑的量在由經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的水不溶性化學(xué)添加劑的量的0和50％之間，特別地為0和30％之間，更特別地為0和10％之間。
適合用在本發(fā)明中的化學(xué)制品包括那些不可溶于水的化學(xué)制品。特別適用的是那些當(dāng)結(jié)合到紙或棉紙制品中時(shí)提供產(chǎn)品增強(qiáng)優(yōu)勢的水不溶性化學(xué)制品。甚至更適用的是那些在被吸收到纖維素纖維表面上之后不吸取水的水不溶性化學(xué)制品。適合于用在本發(fā)明中的化學(xué)制品分類包括但不局限于礦物油、礦脂、烯烴、醇類、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、酯類、高分子量羧基和多聚羧酸以及其鹽類、聚二甲基硅氧烷和改性聚二甲基硅氧烷。改性聚二甲基硅氧烷可包括氨基功能的聚二甲基硅氧烷、烯基氧化物改性的聚二甲基硅氧烷、有機(jī)金屬改性聚硅氧烷，循環(huán)和非循環(huán)改性聚二甲基硅氧烷的混合物等等。應(yīng)該注意的是，水不溶性化學(xué)添加劑可以以分散狀或乳液狀的方式施加，并且仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
一系列水不溶性化學(xué)添加劑可與本發(fā)明結(jié)合使用，所述水不溶性化學(xué)添加劑包括干強(qiáng)度劑、濕強(qiáng)度劑、軟化劑、剝離劑、吸附劑、上漿劑、染料、光學(xué)增白劑、化學(xué)示蹤劑、遮光劑、干燥劑膠粘化學(xué)制品等等。輔助水不溶性化學(xué)添加劑可包括顏料、潤滑劑、濕潤劑、殺病毒劑、殺菌劑、緩沖劑、蠟、含氟聚合物、臭氣控制物質(zhì)和除臭劑、沸石、香料、植物和礦物油、聚硅氧烷化合物、表面活性劑、保濕液、紫外線阻斷劑、抗生物質(zhì)制劑、洗劑、殺霉劑、防腐劑、真蘆薈榨出物、維他命E等等。
在造紙機(jī)38處(見圖3)，(圖1的)干燥纖維網(wǎng)36與水相混合以形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49。經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49包含具有由獨(dú)立纖維所保留的(圖1的)水不溶性化學(xué)添加劑24的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維。使得經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49穿過造紙機(jī)38并將其加工以形成成品64。作為示例，在以下文獻(xiàn)中披露了各種造紙或造棉紙的工藝，所述文獻(xiàn)為1997年9月16日授權(quán)Engel等人的美國專利5,667,636；1997年3月4日授權(quán)Farrington，Jr等人的美國專利5,607,551；1997年9月30日授權(quán)Wendt等人的美國專利5,672,248；以及1996年2月27日授權(quán)Edwards等人的美國專利5,494,554，將這些參考文獻(xiàn)引用于此作為參考。由于在制漿程序期間由經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維對于水不溶性化學(xué)添加劑24的保留，使得成品64具有增強(qiáng)的質(zhì)量。在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，在造紙機(jī)38處備料期間可向經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49中添加輔助水不溶性化學(xué)添加劑24。
圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)備選實(shí)施方案，其中，分別連續(xù)添加的第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25被添加到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36。應(yīng)該理解的是，第一水不溶性化學(xué)添加劑24的添加可發(fā)生在可施加第二水不溶性化學(xué)添加劑25的任何位置。應(yīng)該理解的是，第二水不溶性化學(xué)添加劑25的添加可發(fā)生在可施加第一水不溶性化學(xué)添加劑24的任何位置。制備纖維漿10，之后通過合適的導(dǎo)管(未示出)將其輸送到高位調(diào)漿箱28中，在高位調(diào)漿箱28處纖維漿10被噴射或沉積到長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域30中，從而形成濕纖維網(wǎng)32。濕纖維網(wǎng)32可經(jīng)歷機(jī)械壓力以去除工業(yè)用水。在所示出的實(shí)施方案中，長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域30在壓榨部44之前，盡管備選的本領(lǐng)域公知的脫水裝置諸如夾持增厚裝置等等也可用在漿板機(jī)中。纖維漿10被沉積到有孔織物46上，以使得可從濕纖維網(wǎng)32中去除長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域?yàn)V出液48。長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域?yàn)V出液48包括一部分工業(yè)用水。壓榨部44或本領(lǐng)域公知的其他脫水裝置適當(dāng)?shù)厥沟脻窭w維網(wǎng)32的纖維稠度增強(qiáng)30％或更高，尤其是增強(qiáng)40％或更高從而形成脫水網(wǎng)33。在板形成步驟期間作為長網(wǎng)造紙機(jī)區(qū)域?yàn)V出液48被去除的工業(yè)用水可用作制漿工藝中稀釋階段的稀釋用水或者被排出。
在輔助壓榨部44或本領(lǐng)域公知的其他脫水裝置中可對脫水纖維網(wǎng)33進(jìn)一步脫水。適當(dāng)脫水的纖維網(wǎng)33可被輸送到干燥機(jī)區(qū)域34，在干燥機(jī)區(qū)域34處在脫水纖維網(wǎng)33上執(zhí)行蒸發(fā)式烘燥到風(fēng)干稠度，從而形成干燥纖維網(wǎng)36。之后將干燥纖維網(wǎng)36繞在卷筒37上或?qū)⑵淝小⒏畛善⑼ㄟ^打包機(jī)(未示出)進(jìn)行打包以便于輸送到造紙機(jī)38(如圖3中所示的)。
如圖2中所示的，可在多個(gè)添加位置35a、35b、35c和35d將第一水不溶性化學(xué)添加劑24添加或施加到脫水纖維網(wǎng)33或干燥纖維網(wǎng)36。應(yīng)該理解的是，盡管在圖2中只示出了四個(gè)添加位置35a、35b、35c和35d，但是第一水不溶性化學(xué)添加劑24的添加行為可出現(xiàn)在濕纖維網(wǎng)32初始脫水位置到將干燥纖維網(wǎng)36繞在卷筒37上或?qū)⑵浯虬员阌谳斔偷皆旒垯C(jī)38的位置之間的任意位置。添加位置35a示出了在壓榨部44中的第一水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。添加位置35b示出了在壓榨部44與干燥機(jī)區(qū)域34之間的第一水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。添加位置35c示出了在干燥機(jī)區(qū)域34中的第一水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。添加位置35d示出了在干燥機(jī)區(qū)域34與卷筒37或打包機(jī)之間的第一水不溶性化學(xué)添加劑24的添加。
如圖2中所示的，可在多個(gè)添加位置35a、35b、35c和35d將第二水不溶性化學(xué)添加劑25添加或施加到脫水纖維網(wǎng)33或干燥纖維網(wǎng)36。應(yīng)該理解的是，盡管在圖2中只示出了四個(gè)添加位置35a、35b、35c和35d，但是第二水不溶性化學(xué)添加劑25的添加行為可出現(xiàn)在至少在第一水不溶性化學(xué)添加劑24的初始添加位置下游的濕纖維網(wǎng)32初始脫水位置到將干燥纖維網(wǎng)36繞在卷筒37上或?qū)⑵浯虬员阌谳斔偷皆旒垯C(jī)38的位置之間的任意位置。添加位置35a示出了在壓榨部44中的第二水不溶性化學(xué)添加劑25的添加。添加位置35b示出了在壓榨部44與干燥機(jī)區(qū)域34之間的第二水不溶性化學(xué)添加劑25的添加。添加位置35c示出了在干燥機(jī)區(qū)域34中的第二水不溶性化學(xué)添加劑25的添加。添加位置35d示出了在干燥機(jī)區(qū)域34與卷筒37或打包機(jī)之間的第二水不溶性化學(xué)添加劑25的添加。
在造紙機(jī)38處(見圖3)，(圖1的)干燥纖維網(wǎng)36與水相混合以形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49。經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49包含具有由獨(dú)立纖維所保留的第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維。使得經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49穿過造紙機(jī)38并將其加工以形成成品64。作為示例，在以下文獻(xiàn)中披露了各種造紙或造棉紙的工藝，所述文獻(xiàn)為1997年9月16日授權(quán)Engel等人的美國專利5,667,636；1997年3月4日授權(quán)Farrington，Jr等人的美國專利5,607,551；1997年9月30日授權(quán)Wendt等人的美國專利5,672,248；以及1996年2月27日授權(quán)Edwards等人的美國專利5,494,554，在這里引入上述文獻(xiàn)作為參考。由于在制漿程序期間由經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維對于第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25的保留，使得成品64具有增強(qiáng)的質(zhì)量。在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，在造紙機(jī)38處備料期間可向經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿49中添加輔助第二水不溶性化學(xué)添加劑25。
在其他實(shí)施方案中，應(yīng)該理解的是，第三、第四、第五等等水不溶性化學(xué)添加劑可用于處理脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36。
第一水不溶性化學(xué)添加劑24適當(dāng)?shù)貫榧垵{纖維的0.1kg/公噸或更高。在特定的實(shí)施方案中，第一水不溶性化學(xué)添加劑24為聚硅氧烷并以從紙漿纖維的0.1kg/公噸或更高的量開始添加。
第二水不溶性化學(xué)添加劑25適當(dāng)?shù)貫榧垵{纖維的0.1kg/公噸或更高。在特定的實(shí)施方案中，第二水不溶性化學(xué)添加劑25為聚硅氧烷并以從紙漿纖維的0.1kg/公噸或更高的量開始添加。
在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，可在制漿工藝設(shè)備中的多個(gè)位置處將第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25中的每一種添加到纖維漿10中。
在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，依照如上所述的本發(fā)明的方法可用第一水不溶性化學(xué)添加劑24處理一批紙漿纖維，同時(shí)依照本發(fā)明可用第二水不溶性化學(xué)添加劑25處理第二批紙漿纖維。在造紙工藝中，如1998年3月24日授權(quán)Wendt等人的美國專利5,730,839中所披露的，不同的紙漿纖維或經(jīng)受不同處理的紙漿纖維可被加工成分層紙或棉紙制品，在這里引入所述文獻(xiàn)作為參考。
參照圖3，用成形織物52和常規(guī)濕壓造紙(或載體)氈56之間的2層高位調(diào)漿箱50形成了棉紙網(wǎng)64，所述常規(guī)濕壓造紙氈56至少部分地包繞在成型輥54和壓輥58之間。然后將棉紙網(wǎng)64從濕壓造紙氈56輸送到向壓輥58施加真空的Yankee干燥器60。在由壓輥58將棉紙網(wǎng)施加到Y(jié)ankee干燥器60之前，通常用噴桿59將粘合劑混合物噴涂到Y(jié)ankee干燥器60的表面上。天然氣加熱罩(未示出)可局部地圍繞Yankee干燥器60，這有助于干燥所述棉紙網(wǎng)64。用起皺刮刀刀片將棉紙網(wǎng)64從Yankee干燥器60中移除。可將兩個(gè)棉紙網(wǎng)64疊合起來進(jìn)行壓延。可將所形成的2層棉紙制品纏繞在硬輥上。
在本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，通過第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25的直接施加可形成沿脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的z-方向的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25的梯度。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25被施加到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的一側(cè)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的一側(cè)充滿著第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過將第一水不溶性化學(xué)添加劑24施加到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的一側(cè)，而將第二水不溶性化學(xué)添加劑25施加到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的另一側(cè)(相對側(cè))可形成沿脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的z-方向的雙重梯度。詞語“z-方向”是指穿過網(wǎng)材料厚度的方向。
可施加第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25以便于形成一個(gè)梯度，其中沿脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的z-方向從由第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25所處理的脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的側(cè)面到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的中間布置有第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25中每一種的大約100％，而沿脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的z-方向從脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的中間到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的相對側(cè)基本上沒有布置任何第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25。
可施加第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25以便于形成一個(gè)梯度，其中沿脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的z-方向從由第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25所處理的脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的側(cè)面到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的中間布置有第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25中每一種的大約66％，而沿脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的z-方向從脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的中間到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的相對側(cè)布置有第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25中每一種的大約33％。還可形成這樣的梯度，其中從脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的一個(gè)側(cè)面布置有第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25中每一種的100％、75％、60％、50％、40％、25％或0％，而從脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的相對側(cè)布置有第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25中每一種的大約0％、25％、40％、50％、60％、75％或100％。
應(yīng)該理解的是，在這些實(shí)施方案的任意一個(gè)中，第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25都可各自被施加于脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的相對側(cè)。或者，第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25都可被施加于脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的兩個(gè)相對側(cè)。仍然在另一種變化中，第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25可只被施加于脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的一側(cè)。在只有第一水不溶性化學(xué)添加劑24被施加到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36上時(shí)，第一水不溶性化學(xué)添加劑24可被施加到脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的一側(cè)或兩個(gè)相對側(cè)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25的量可從標(biāo)準(zhǔn)量中減少，同時(shí)由于第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25在脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36之上或之中的分布，仍然可以提供獨(dú)特的產(chǎn)品特性，這與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案相反，其中第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25均衡分布于脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36。脫水纖維網(wǎng)33和/或干燥纖維網(wǎng)36的第一和/或第二水不溶性化學(xué)添加劑24和25的施加梯度的形成是可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方法。
依照本發(fā)明為了只處理一部分纖維而直接施加水不溶性化學(xué)添加劑可導(dǎo)致產(chǎn)生具有不同于具有經(jīng)均勻化學(xué)處理纖維的產(chǎn)品特性的產(chǎn)品。另外，直接施加通常需要更少量的水不溶性化學(xué)添加劑以獲得紙?jiān)鰪?qiáng)作用，從而使得由于造紙水系中未保留的水不溶性化學(xué)添加劑所造成的有害影響最小化。
多種流化床涂布系統(tǒng)可適于將不溶于水化學(xué)添加劑涂布到紙漿纖維上或者利用不溶于水化學(xué)添加劑處理紙漿纖維以增強(qiáng)紙漿纖維的性能或者增強(qiáng)紙漿纖維在制造經(jīng)化學(xué)處理的最終紙制品或者棉紙制品的工藝和方法中的性能。例如，人們可使用Wurster流化床涂布機(jī)，諸如Lasko公司的Ascoat Unit Model101(Leominster，Mass.)，F(xiàn)luid Air有限公司的Magnacoater(Aurora，lllinois)，或者在1997年4月29日授權(quán)給Brinen等人的美國專利US5,625,015中披露的改進(jìn)型Wurster涂布機(jī)，這些在這里作為參考。Wurster流化床涂布技術(shù)是一種最常用的用于顆粒涂布的常規(guī)方法，最初開發(fā)這種技術(shù)是為了固體顆粒材料，諸如粉末、細(xì)粒和晶體的封裝。但是根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)可適于將至少一種不溶于水化學(xué)添加劑涂層輸送到紙漿纖維上。
涂布機(jī)通常被制成一種圓筒狀或者錐形(頂部直徑大于底部直徑)容器的形式，利用空氣噴射器或者具有多個(gè)噴射孔的分配板在底部噴射空氣。紙漿纖維在氣流中被流化。一個(gè)或者多個(gè)噴嘴在能夠與移動(dòng)的紙漿纖維充分接觸的位置處噴射最初以液體、漿液或者泡沫的形式提供的不溶于水化學(xué)添加劑。紙漿纖維在壁或者擋板后面上下移動(dòng)，紙漿纖維在那里被引導(dǎo)以再次進(jìn)入流化床并且被再次涂布(處理)，利用第二種水不溶性化學(xué)添加劑進(jìn)行處理，或者可被移除和再次被處理。同時(shí)也可通過一個(gè)或者多個(gè)噴嘴同時(shí)利用兩種或者多種水不溶性化學(xué)添加劑對紙漿纖維進(jìn)行處理。周圍的干燥空氣或者較高的空氣溫度或者施加其他形式的能量(微波、紅外線輻射、電子束、紫外線輻射、蒸氣等)使紙漿纖維上的化學(xué)添加劑干燥或者硬化。紙漿纖維多次停留在流化床中以在紙漿纖維上以提供所需的一種或者多種水不溶性化學(xué)添加劑的處理量。
原始的Wurster流化床涂布機(jī)在下列文獻(xiàn)中披露1957年7月16日授權(quán)給D.E.Wurster的美國專利US2,799,241；1963年5月14日授權(quán)給D.E.Wurster的美國專利US3,089,824；1964年1月7日授權(quán)給J.A.Lindlof等的美國專利US3,117,024；1965年7月27日授權(quán)給D.E.Wurster和J.A.Lindlof等美國專利US3,196,827；1965年9月21日授權(quán)給D.E.Wurster等的美國專利US3,207,824；1966年3月21日授權(quán)給D.E.Wurster和J.A.Lindlof的美國專利US3,241,520；以及1966年5月31日授權(quán)給D.E.Wurster的美國專利US3,253,944，這些專利文獻(xiàn)引用于此作為參考。較近的使用Wurster涂布機(jī)的示例披露在1986年11月18日授權(quán)給Nuwayser等的美國專利US4,623,588，該文獻(xiàn)引用于此作為參考相關(guān)的裝置披露在1993年10月19日授權(quán)給Littman等的美國專利US5,254,168中，該專利文獻(xiàn)引用于此作為參考。
其他涂布方法不需取決于氣流中的紙漿纖維的顆粒流態(tài)化。可在造紙程序期間在紙漿纖維由搖動(dòng)器或其他脈動(dòng)裝置機(jī)械顫動(dòng)時(shí)對紙漿纖維進(jìn)行噴涂或用一種或多種水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿纖維，之后可將紙漿纖維分離或分解，所述造紙程序期間諸如在紙漿纖維從一個(gè)容器中落入另一個(gè)容器中時(shí)、在移動(dòng)器皿或具有旋轉(zhuǎn)槳的器皿諸如Forberg顆粒涂布機(jī)(Forberg AS，Larvik，Norway)中翻動(dòng)紙漿纖維時(shí)，所述涂布機(jī)可在不用施真空以將水不溶性化學(xué)添加劑保持在紙漿纖維表面的情況下被操縱，，或者當(dāng)紙漿纖維停在一個(gè)臺(tái)子上時(shí)。在一個(gè)實(shí)施方案中，如1987年6月23日授權(quán)給Sparks等人的美國專利No.4,675,140中所披露的，可首先使得紙漿纖維與一種水不溶性化學(xué)添加劑相結(jié)合，然后通過離心力將紙漿纖維分離為獨(dú)立的涂覆過的(經(jīng)處理的)紙漿纖維，該文獻(xiàn)引用于此作為參考。
用于涂覆干燥顆粒的系統(tǒng)也可適用于本發(fā)明的紙漿纖維。所述設(shè)備的實(shí)例包括Aveka Corp.(Woodbury，MN)的磁性輔助壓緊涂布，其中通過改變磁場使得腔室中的磁性顆粒搖動(dòng)，使得目標(biāo)顆粒和涂覆物質(zhì)反復(fù)地碰撞，從而致使目標(biāo)顆粒涂覆；Hosokawa Micron Corp(Hirakata，Osake，日本)的Mechanofusion，其中滾筒中的顆粒和涂覆物質(zhì)被周期性地迫入臂墊下面的縫隙中，從而使得物質(zhì)受熱并結(jié)合在一起以形成涂覆顆粒，這是一種當(dāng)包含熱塑性材料時(shí)尤其有效的方法；Tokuju Corporation(Hirakata，日本)的Theta Composer，其中一對旋轉(zhuǎn)的橢圓封頭使得顆粒和涂覆物質(zhì)機(jī)械地聚集；Thyssen Henschel Industritechnik(Kassel，德國)的Henschel混合器，認(rèn)為其可用于將顆粒與聚合材料相混合；Nara Machinery(Tokyo，日本)的Hybridizer，所述Hybridizer使用高速旋轉(zhuǎn)的刮刀以便于將涂覆粉末沖擊到氣流所攜帶的顆粒上；以及新澤西技術(shù)協(xié)會(huì)的旋轉(zhuǎn)流化臺(tái)涂布機(jī)，所述涂布機(jī)包括其中裝有顆粒的多孔滲水的旋轉(zhuǎn)缸。受壓空氣進(jìn)入所述缸壁并朝向中心的內(nèi)部出口孔流動(dòng)。通過腔室壁的氣流可逆著離心力使得顆粒流化。當(dāng)顆粒被流化時(shí)，被噴射到腔室中的涂覆物質(zhì)可撞擊到顆粒上并涂覆它們。
在干燥顆粒涂布系統(tǒng)下，可通過任何技術(shù)首先用第一水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿纖維，然后用粉末狀的第二水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿纖維。還可同時(shí)用第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿纖維。這樣做形成了這樣一種涂布處理，其中，第二水不溶性化學(xué)添加劑被選擇性地分布到涂布處理的外表面附近，并且其中靠近于紙漿纖維的涂布處理的部分可基本上沒有第二水不溶性化學(xué)添加劑。
以實(shí)例的方式，圖4和圖5示出了兩種可用于涂布本發(fā)明所涉及的紙漿纖維130的流化床涂覆工藝。在圖4中，示出的設(shè)備120包括內(nèi)部圓柱形隔板122、外部圓柱形隔板124以及具有中央多孔或燒結(jié)區(qū)以便于噴射氣體以夾帶紙漿纖維130的分配板126。大部分流化氣流直接穿過內(nèi)部圓柱形隔板122。這樣，紙漿纖維130的總的流動(dòng)型式是在內(nèi)部圓柱形隔板122內(nèi)部向上，以及在內(nèi)部圓柱形隔板122外部向下。與幾種通用形式的Wurster工藝不同，在圖4的設(shè)備120中，噴嘴128被布置于設(shè)備120的底部，剛好在分配板126的上方。噴嘴128向上噴射，提供水不溶性化學(xué)添加劑的噴霧132對于紙漿纖維130的同向施加。本領(lǐng)域中任何適合的噴嘴和輸送系統(tǒng)都可使用。
除已去除了圖4的內(nèi)部圓柱形隔板122以外，圖5與圖4相似，并且現(xiàn)在分配板126的多孔或燒結(jié)區(qū)基本遍布整個(gè)分配板126。
圖4設(shè)備的許多特征都可在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行改進(jìn)。例如，可用一個(gè)或多個(gè)擋板或流動(dòng)導(dǎo)向器(未示出)替代內(nèi)部圓柱形隔板122。外部圓柱形隔板124或內(nèi)部圓柱形隔板122的壁可為斜削形的并且可被用于去除紙漿纖維130或從一個(gè)或多個(gè)噴嘴(未示出)添加水不溶性化學(xué)添加劑的口或開口阻斷。外部圓柱形隔板124或內(nèi)部圓柱形隔板122或者兩者都可旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)或擺動(dòng)。在處理操作(例如旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)或擺動(dòng))過程中分配板126還可移動(dòng)。多種噴嘴和輸送系統(tǒng)都可用于輸送涂布物質(zhì)，包括GS制造業(yè)(Costa Mesa，加利福尼亞)的SilliconeDispensing System?？蓮脑O(shè)備120的任何位置通過噴涂、或通過幕簾涂布或開槽涂布或其他適合于移動(dòng)紙漿纖維130流的工藝施加水不溶性化學(xué)添加劑。
實(shí)施例下面的實(shí)施例將描述如何生產(chǎn)依照本發(fā)明所描述的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿。在這些實(shí)施例中，施加的定義是指在處理之后干燥纖維層上的所測量的化學(xué)制品的量。該量是通過測量方法部分中的化學(xué)制品測量方法所確定的。
這些實(shí)施例中的化學(xué)制品保留水平被定義為施加的化學(xué)制品處理的百分率，即在經(jīng)處理的纖維層在水中被分散為低固體含量百分率之后屬于纖維上的百分率。依照等式1計(jì)算保留百分比。
％R＝Cw/Cf(100％)等式1其中％R為化學(xué)制品保留百分比Cf為所測量的施加到紙漿的化學(xué)制品水平，單位為kg/MTCw為所測量的分散和改性紙漿中的化學(xué)制品水平測量方法通過在用二乙基醚合三氟化硼(boron triflouride diethy etherate)進(jìn)行衍生(derivitization)之后用氣相色譜分析測量樣品的硅氧烷化合物含量。通過將0.1000±0.0010克包含接近0.1毫克的硅氧烷化合物的纖維素樣品按量配給20毫升的預(yù)留空間小瓶中而開始該程序。將100μL二乙基醚合三氟化硼添加到小瓶中。在反應(yīng)一個(gè)小時(shí)后，用氣相色譜分析(GC)分析小瓶預(yù)留空間的Me2SiF2。所使用的GC系統(tǒng)是具有Hewlett-Packard7964自動(dòng)取樣器和火焰離子化檢測器的Hewlett-Packard型5890。使用了從J&W Scientific(目錄#115-3432)購得的GSQ柱體(30m×0.53mm內(nèi)徑)。GC系統(tǒng)使用氦氣作為載體氣體以16.0mL的流速穿過柱體并在檢測器處補(bǔ)充14mL。噴射器溫度為150℃，檢測器溫度為220℃。色譜分析條件為50℃數(shù)分鐘，到150℃具有10℃/分鐘的斜面。該最終溫度保持5分鐘。二甲基二氟硅的保留時(shí)間為7分鐘。
通過用已知量的硅氧烷樣品處理比較樣品而制備校準(zhǔn)試樣。用適合的溶劑形成硅氧烷化合物的稀釋液。然后在通過在烤爐中加熱而進(jìn)行衍生之前去除該溶劑。校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)被用于準(zhǔn)備與GC檢測器分析物峰面積相對的硅氧烷量的線形擬合。該曲線然后用于確定未知樣品中分析物的量，而后通過用棉紙重量除而轉(zhuǎn)變?yōu)楣柩跬榛衔锏奶砑影俜直取?br> 用索克利特萃取法程序通過重量(gravimteric)分析法測量包含礦物油的樣品。樣品重為10.00±0.01g到接近1mg。然后耗費(fèi)4個(gè)小時(shí)用氯仿以索克利特法萃取樣品。去除氯仿并蒸發(fā)，留下需要的化合物，然后稱重。使用校準(zhǔn)試樣，其中用所關(guān)心的已知化合物量強(qiáng)化未經(jīng)處理的紙漿樣品。校準(zhǔn)曲線用于將萃取物質(zhì)性質(zhì)調(diào)整為纖維素紙漿以及調(diào)整索克利特萃取法效率。
用高效液體色譜(HPLC)方法測量包含聚乙二醇(PEG)的樣品。該方法包括耗費(fèi)3個(gè)小時(shí)測量5.00±0.01g的纖維樣品并在室溫下萃取100mL甲醇。100μL甲醇樣品被提取并在由Waters 600E系統(tǒng)控制器所驅(qū)動(dòng)的Waters HPLC泵上進(jìn)行分析。這些試驗(yàn)中所使用的柱體是Phenomenex Luna C8 HPLC分析柱(150mm×4.6mm，5μm)。在使用之前通過運(yùn)轉(zhuǎn)5％乙腈/95％水溶液15分鐘使得所述柱平衡。所使用的檢測器為Sedex 55蒸發(fā)式光散射檢測器。在柱體中用每分鐘5％到50％乙腈的濃度梯度的乙腈/水溶液運(yùn)載甲醇樣品。通過用PEG-400儲(chǔ)備溶液強(qiáng)化比較樣品來準(zhǔn)備校準(zhǔn)試樣，然后在55℃的烤爐中干燥樣品48小時(shí)。與PEG濃度相對的校準(zhǔn)HPLC峰面積與二階多項(xiàng)式相配。然后用該等式計(jì)算未知樣品中的PEG濃度。
實(shí)施例1
該實(shí)施例中未經(jīng)處理的紙漿是pH值為4.5的完全漂白了的桉樹紙漿纖維。參照圖1，將該纖維形成為基重為900克/平方米的烘干紙漿的層形式，將纖維壓制并干燥到固體含量百分?jǐn)?shù)近似于為85的程度。接下來，從位于美國中北部密執(zhí)安州的Dow Corning公司可購得的作為DC-200硅樹脂出售的純聚二甲基硅氧烷被施膠壓榨于纖維層上。在只將液體施加到底部輥的情況下在15pli下進(jìn)行施膠壓榨。壓區(qū)的輥由底部上的硬橡膠和頂部上的Durarock組成。施加到纖維層的化學(xué)制品量近似于為43千克/公噸桉樹纖維。該量是通過前面所述的解析氣相色譜分析方法確定的。允許化學(xué)制品保留在紙漿層上2星期，之后耗費(fèi)5分鐘用40°F的水在英國紙漿粉碎機(jī)中將化學(xué)制品分散為固體含量百分?jǐn)?shù)近似于為1.2的程度，所述紙漿粉碎機(jī)可從Lorentzen和Wettre，Atlanta，GA處購得。然后將樣品稀釋為0.3的稠度并在從Voith Inc.Appleton，WI處購得的正方形(9×9英寸)的凹部手抄紙模子中將其形成為手抄紙。通過手用吸墨紙將手抄紙壓出模子，并在100磅/平方英寸下壓制紙的反面1分鐘。接著用從Voith Inc.Appleton，WI處購得的凹部蒸氣電爐將手抄紙以反面向上的方式干燥2分鐘，蒸氣電爐帶有加重帆布罩，所述帆布罩具有稱重為4.75磅的充鉛黃銅管以保持張力。從手抄紙中取得樣品并用其確定硅氧烷的濃度。將硅氧烷的濃度水平轉(zhuǎn)換為百分比保留基數(shù)。在表1中示出了化學(xué)制品保留水平。
通過取得未經(jīng)處理的紙漿并加入近似于與經(jīng)處理的紙漿相同量的硅氧烷而產(chǎn)生出對照樣品。在英國粉碎機(jī)中將紙漿、水和硅氧烷混合5分鐘并用其形成如前面所述的標(biāo)準(zhǔn)手抄紙。然后將來自于該處理的手抄紙作為對照比較來測量化學(xué)制品保留。在表1中也示出了其數(shù)據(jù)。
實(shí)施例2除所施加的化學(xué)制品為從位于美國中北部密執(zhí)安州的DowCorning公司購得的衍生聚硅氧烷，DC Q2 8220之外，實(shí)施例2與實(shí)施例1相似。聚硅氧烷在100％活性含量下在63kg/MT的附加水平下被施加。
實(shí)施例3
除所施加的化學(xué)制品為從位于美國中部洛杉磯的Penreco購得的通常作為Drakeol7Lt出售的礦物油之外，實(shí)施例3與實(shí)施例1相似。礦物油在100％活性含量下在85kg/MT的附加水平下被施加。
實(shí)施例4參照圖4，完全漂白了的桉樹纖維被引入到腔室中，所述腔室從基底處的4-英寸直徑向上逐漸變化到主腔室頂部的6-英寸直徑。該單元在底部具有用作分配板的帶孔板，另外噴嘴安裝于腔室的中央。通過調(diào)整分配板中的氣流，100克的碎屑形式的固體含量百分?jǐn)?shù)為39％的烘干紙漿纖維在所述腔室中被流化。入口氣流為55SCFM和160°F。從位于美國中北部密執(zhí)安州的Dow Corning公司購得的DC2-8194硅氧烷通過所述噴嘴被引入并被霧化到容納流化纖維的腔室中。作為水乳狀液的硅氧烷在70°F和0.52％下被供應(yīng)到噴嘴處。用于霧化硅氧烷的空氣在1.1SCFM下。纖維被硅氧烷所涂覆并由流態(tài)化空氣所干燥。通過調(diào)整纖維被流化的時(shí)間以及所施加的硅氧烷的量，將2.0kg/MT的硅氧烷涂覆在纖維上。通過前述氣相色譜分析方法確定所施加的量。允許化學(xué)制品保留在紙漿層上8星期，之后耗費(fèi)5分鐘用40°F的水在英國紙漿粉碎機(jī)中將化學(xué)制品分散為固體含量百分?jǐn)?shù)近似于為1.2％的程度，所述紙漿粉碎機(jī)可從Lorentzen和Wettre，Atlanta，GA處購得。然后將樣品稀釋為0.3的稠度并在從Voith Inc.Appleton，WI處購得的正方形(9×9英寸)的凹部手抄紙模子中將其形成為手抄紙。通過手用吸墨紙將手抄紙壓出模子，并在100磅/平方英寸下壓制紙的反面1分鐘。接著用從Voith Inc.Appleton，WI處購得的凹部蒸氣電爐將手抄紙以反面向上的方式干燥2分鐘，蒸氣電爐帶有加重帆布罩，所述帆布罩具有稱重為4.75磅的充鉛黃銅管以保持張力。從手抄紙中取得樣品并用其確定硅氧烷的濃度。將硅氧烷的濃度水平轉(zhuǎn)化為百分比保留基數(shù)。在表1中示出了化學(xué)制品保留水平。
通過取得未經(jīng)處理的紙漿并加入近似于與經(jīng)處理的紙漿相同量的硅氧烷而產(chǎn)生出對照樣品。在英國粉碎機(jī)中將紙漿、水和硅氧烷混合5分鐘并用其形成如前面所述的標(biāo)準(zhǔn)手抄紙。然后將來自于該處理的手抄紙作為化學(xué)制品保留的對照比較來測量。在表1中也示出了其數(shù)據(jù)。
實(shí)施例5
除用較長的流化和施加14kg/MT的DC2-8194聚硅氧烷以及涂覆時(shí)期允許用更多DC2-8194聚硅氧烷處理紙漿纖維的之外，實(shí)施例5與實(shí)施例4相似。
實(shí)施例6該實(shí)施例中未經(jīng)處理的紙漿是pH值為4.5的完全漂白了的桉樹紙漿纖維。參照圖1，將該纖維形成為基重為900克/平方米的烘干紙漿的層形式，將纖維壓制并干燥到固體含量百分?jǐn)?shù)近似于為85％的程度。接下來，從位于美國中北部密執(zhí)安州的Dow Corning公司可購得的作為DC-200硅樹脂出售的純聚二甲基硅氧烷被施膠壓榨于纖維層上。在只將液體施加到底部輥的情況下在15pli下進(jìn)行施膠壓榨。壓區(qū)的輥由底部上的硬橡膠和頂部上的Durarock組成。施加到纖維層的化學(xué)制品量近似于為43千克/公噸桉樹纖維。該量是通過前面所述的解析氣相色譜分析方法確定的。允許化學(xué)制品保留在紙漿層上3星期，之后使其與未經(jīng)處理的桉樹紙漿以1∶9的比例相結(jié)合處理為未經(jīng)處理紙漿比率。用120°F的熱水將結(jié)合的紙漿分散為1.5的固體含量百分?jǐn)?shù)。漿狀的紙漿被進(jìn)一步稀釋為0.20原料百分?jǐn)?shù)，所述漿狀的紙漿用于生產(chǎn)層狀的柔軟棉紙制品。用圖3中所示的總體工藝制造所述棉紙制品。第一原料層包含經(jīng)化學(xué)處理的桉樹硬木紙漿纖維，它構(gòu)成棉紙網(wǎng)重量的65％。第一原料層為與成形織物相接觸的第一層并且也是與Yankee干燥器的干燥表面相接觸的層。第二原料層包含北方軟木牛皮紙漿纖維，它構(gòu)成棉紙網(wǎng)重量的35％。用Yankee干燥器抽真空、壓制并干燥而將這兩層在15％的固體含量百分比下被壓在一起。
從位于西部的新澤西州的Cytec Industries Inc處購得的改性聚丙烯酰胺干強(qiáng)度劑，Parez631 NC被添加到軟木層的紙漿纖維中。在整個(gè)棉紙網(wǎng)中Parez631 NC以紙漿纖維的0.2％的附加水平被添加到厚坯中。從位于Wilmington，Delaware的Hercules Inc處購得的聚酰胺表氯醇濕強(qiáng)度劑以占整個(gè)棉紙網(wǎng)中紙漿纖維0.2％的添加水平被添加到桉樹和北方軟木牛皮紙裝備。棉紙網(wǎng)的基重為約7.0磅/2880平方英尺烘干棉紙網(wǎng)。
參照圖3，用兩個(gè)具有94M成形織物的高位調(diào)漿箱與一個(gè)常規(guī)濕壓造紙(或載體)氈(Duramesh是從位于紐約的奧爾巴尼的AlbanyInternational購得的)構(gòu)成棉紙網(wǎng)，所述94M成形織物是從位于紐約的奧爾巴尼的Albany International購得的，所述濕壓造紙氈至少部分地卷繞成型輥和壓輥。棉紙網(wǎng)的基重為約7.0磅/2880平方英尺烘干棉紙網(wǎng)。然后通過壓輥將棉紙網(wǎng)從造紙氈輸送到Y(jié)ankee干燥器。在將棉紙網(wǎng)輸送到Y(jié)ankee干燥器之前造紙氈上的棉紙網(wǎng)的水份含量為80％。在施加壓輥后棉紙網(wǎng)的含水量為55％。在由壓輥施加棉紙網(wǎng)之前，使用噴桿將粘合劑混合物噴涂到Y(jié)ankee干燥器表面。如授權(quán)給Wendt等人的美國專利No.5,730,839中所披露的，粘合劑混合物由40％的聚乙烯醇、40％的聚酰胺樹脂以及20％的季銨化聚酰胺型胺類構(gòu)成，該專利文獻(xiàn)引用于此作為參考。粘合劑混合物的施加率為6磅干燥粘合劑/棉紙網(wǎng)中的每公噸干燥紙漿纖維。局部地圍繞Yankee干燥器的天然氣加熱罩具有約680°F的供氣溫度，這有助于干燥所述棉紙網(wǎng)。如用手提式紅外溫度槍所測量的，在施加起皺刮刀以后棉紙網(wǎng)的溫度為225°F。16英寸寬的棉紙網(wǎng)的機(jī)速為50英尺/分鐘。起皺刮刀具有10度斜面并且裝有3/4英寸伸出部分。取得棉紙樣品并使用前述氣相色譜分析方法分析硅氧烷的濃度。將硅氧烷的濃度水平轉(zhuǎn)化為百分比保留基數(shù)。在表1中示出了化學(xué)制品保留水平。
通過取得未經(jīng)處理的紙漿、使之漿化并加入近似于與經(jīng)處理的紙漿相同量的硅氧烷而產(chǎn)生出對照樣品。如在該實(shí)例中前面所述的，紙漿、水和硅氧烷漿用于形成棉紙制品。然后將來自于該處理的棉紙作為化學(xué)制品保留的對照比較來測量。在表1中也示出了其數(shù)據(jù)。
實(shí)施例7除所施加的化學(xué)制品為從位于美國中北部密執(zhí)安州的DowCorning公司購得的衍生聚硅氧烷DC Q2 8220之外，實(shí)施例7與實(shí)施例6相似。聚硅氧烷在100％活性含量下在63kg/MT的附加水平下被施加。
實(shí)施例8該實(shí)施例中未經(jīng)處理的紙漿是pH值為4.5的完全漂白了的桉樹紙漿纖維。參照圖1，將該纖維形成為基重為900克/平方米的烘干紙漿的層形式，將纖維壓制并干燥到固體含量百分?jǐn)?shù)近似于為50的程度。接下來，從位于美國中北部密執(zhí)安州的Dow Corning公司可購得的作為2-1938硅樹脂出售的聚硅氧烷的6.3％(活性含量基數(shù))的水乳狀液被噴涂纖維層的表面上。通過用具有A100軸流式葉輪的Lightnin Duramix混合器將2-1938化合物與120°F的水混合10分鐘而形成乳狀液，所述Lightnin Duramix混合器是從紐約羅徹斯特的Lightnin Mixers處購得的。用從McMaster-Carr購得的具有80度噴射角的15個(gè)迷你中空霧錐噴嘴實(shí)施噴涂。噴嘴的中心-中心相隔2.5英寸，距離紙1.5英寸。將噴嘴對齊以便于垂直于單次覆蓋的紙噴涂。噴嘴的位置在干燥器區(qū)域之前3英尺。通過將散布推進(jìn)壓力調(diào)整為60psig而將每個(gè)噴嘴的輸出都調(diào)整為55毫升/分鐘。施加到纖維層的化學(xué)制品的量為7.5千克/每公噸桉樹纖維。在施加后用蒸汽加熱轉(zhuǎn)筒干燥器將紙漿干燥到固體含量百分比為95％的程度。該化合物允許在紙漿層上保留2星期，之后用120°F的熱水將其分散為固體含量百分比為1.5％的程度。然后經(jīng)化學(xué)處理的紙漿被進(jìn)一步稀釋到0.20原料百分?jǐn)?shù)，所述紙漿用于生產(chǎn)層狀的柔軟棉紙制品。用圖3中所示的總體工藝制造所述棉紙制品。第一原料層包含經(jīng)化學(xué)處理的桉樹硬木紙漿纖維，它構(gòu)成棉紙網(wǎng)重量的65％。第一原料層為與成形織物相接觸的第一層并且也是與Yankee干燥器的干燥表面相接觸的層。第二原料層包含北方軟木牛皮紙漿纖維，它構(gòu)成棉紙網(wǎng)重量的35％。用Yankee干燥器抽真空、壓制并干燥而將這兩層在15％的固體含量百分比下被壓在一起。
從位于西部的新澤西州的Cytec Industries Inc處購得的改性聚丙烯酰胺干強(qiáng)度劑，Parez 631 NC被添加到軟木層的紙漿纖維中。在整個(gè)棉紙網(wǎng)中Parez 631 NC以紙漿纖維的0.2％的附加水平被添加到厚坯中。從位于Wilmington，Delaware的Hercules Inc處購得的聚酰胺表氯醇濕強(qiáng)度劑以占整個(gè)棉紙網(wǎng)中紙漿纖維0.2％的添加水平被添加到桉樹和北方軟木牛皮紙裝備。棉紙網(wǎng)的基重為約7.0磅/2880平方英尺烘干棉紙網(wǎng)。
參照圖3，用兩個(gè)具有94M成形織物的高位調(diào)漿箱與一個(gè)常規(guī)濕壓造紙(或載體)氈(Duramesh是從位于紐約的奧爾巴尼的AlbanyInternational購得的)構(gòu)成棉紙網(wǎng)，所述94M成形織物是從位于紐約的奧爾巴尼的Albany International購得的，所述濕壓造紙氈至少部分地卷繞成型輥和壓輥。棉紙網(wǎng)的基重為約7.0磅/2880平方英尺烘干棉紙網(wǎng)。
然后通過壓輥將棉紙網(wǎng)從造紙氈輸送到Y(jié)ankee干燥器。在將棉紙網(wǎng)輸送到Y(jié)ankee干燥器之前造紙氈上的棉紙網(wǎng)的水份含量為80％。在施加壓輥后棉紙網(wǎng)的含水量為55％。在由壓輥施加棉紙網(wǎng)之前，使用噴桿將粘合劑混合物噴涂到Y(jié)ankee干燥器表面。如授權(quán)給Wendt等人的美國專利No.5,730,839中所披露的，粘合劑混合物由40％的聚乙烯醇、40％的聚酰胺樹脂以及20％的季銨化聚酰胺型胺類構(gòu)成，該專利文獻(xiàn)引用于此作為參考。粘合劑混合物的施加率為6磅干燥粘合劑/棉紙網(wǎng)中的每公噸干燥紙漿纖維。局部地圍繞Yankee干燥器的天然氣加熱罩具有約680°F的供氣溫度，這有助于干燥所述棉紙網(wǎng)。如用手提式紅外溫度槍所測量的，在施加起皺刮刀以后棉紙網(wǎng)的溫度為225°F。16英寸寬的棉紙網(wǎng)的機(jī)速為50英尺/分鐘。起皺刮刀具有10度斜面并且裝有3/4英寸伸出部分。取得棉紙樣品并使用前述氣相色譜分析方法分析硅氧烷的濃度。將硅氧烷的濃度水平轉(zhuǎn)化為百分比保留基數(shù)。在表1中示出了化學(xué)制品保留水平。
通過取得未經(jīng)處理的紙漿、使之漿化并加入近似于與經(jīng)處理的紙漿相同量的硅氧烷而產(chǎn)生出對照樣品。如在該實(shí)施例中前面所述的，紙漿、水和硅氧烷漿用于形成棉紙制品。然后將來自于該處理的棉紙作為化學(xué)制品保留的對照比較來測量。在表1中也示出了其數(shù)據(jù)。
實(shí)施例9該實(shí)施例用于示出該工藝中所使用的溶水性化合物的低保留水平以及該工藝為何只有水不溶性化合物。除使用6.3％(活性含量基數(shù))的聚乙二醇的水乳狀液以外，實(shí)施例9用與實(shí)施例8中相同的方法制備紙漿。所使用的聚乙二醇的平均重為400，并且可從位于美國康涅狄格西南的丹伯里的Union Carbide購得。通過向分散的紙漿中添加該化合物而產(chǎn)生與實(shí)施例8中所描述的相同的控制，其中用聚乙二醇取代硅氧烷。在表1中可發(fā)現(xiàn)各個(gè)數(shù)據(jù)。
表1.化學(xué)制品保留水平


雖然已結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域熟練人員可根據(jù)以上描述進(jìn)行許多替換、修正和改進(jìn)。因此本發(fā)明涵蓋所有的所述替換、修正和改進(jìn)，這些替換、修正和改進(jìn)都在所附權(quán)利要求的精神和保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于制備經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的方法，該方法包括a)生產(chǎn)一種纖維漿，所述纖維漿包括工業(yè)用水和原漿纖維；b)將纖維漿輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且將其制成濕纖維網(wǎng)；c)將濕纖維網(wǎng)干燥到預(yù)定的稠度，從而形成干燥的纖維網(wǎng)；以及d)利用一種水不溶性化學(xué)添加劑處理干燥的纖維網(wǎng)，從而形成包含經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)，其特征在于，經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維具有增加或提高的水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的水不溶性化學(xué)添加劑量的保留水平的25％到100％之間。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)輸送到造紙機(jī)并將經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)與水相混合以形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，所述紙漿纖維漿包含其中保留有水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維。
3.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中干燥的經(jīng)化學(xué)處理的纖維網(wǎng)包括水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
4.如權(quán)利要求1中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將濕纖維網(wǎng)脫水，從而形成脫水纖維網(wǎng)。
5.如權(quán)利要求4中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將脫水纖維網(wǎng)干燥，從而形成干燥纖維網(wǎng)。
6.如權(quán)利要求5中所述的方法，其中經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
7.如權(quán)利要求2中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括生產(chǎn)出成品紙或棉紙制品，所述成品具有由于經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的水不溶性化學(xué)添加劑而導(dǎo)致的增強(qiáng)的質(zhì)量。
8.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中水不溶性化學(xué)添加劑選自軟化劑、干強(qiáng)度劑、濕強(qiáng)度劑、遮光劑、染料、剝離劑、吸附劑、上漿劑、光學(xué)增白劑、化學(xué)示蹤劑、以及其混合物。
9.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中水不溶性化學(xué)添加劑選自礦物油、礦脂、烯烴、醇類、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、酯類、高分子量羧基和多聚羧酸以及其鹽類、聚二甲基硅氧烷和改性聚二甲基硅氧烷；以及其混合物。
10.如權(quán)利要求1中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括通過將經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)分散到水中而生產(chǎn)一種經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿。
11.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中以至少約0.1千克/公噸或更高的量將水不溶性化學(xué)添加劑施加到干燥纖維網(wǎng)。
12.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中干燥纖維網(wǎng)具有65％到100％范圍內(nèi)的稠度。
13.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中在將水不溶性化學(xué)添加劑施加到干燥纖維網(wǎng)以后提供充分的停留時(shí)間以便于由干燥纖維網(wǎng)的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維保留水不溶性化學(xué)添加劑。
14.如權(quán)利要求1中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括從經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)中形成紙或棉紙制品。
15.一種使用權(quán)利要求1所述的方法制造的紙或棉紙制品。
16.如權(quán)利要求15中所述的紙或棉紙制品，其中施加到干燥纖維網(wǎng)的水不溶性化學(xué)添加劑的量約為0.1千克/公噸或更高。
17.一種用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法，該方法包括a)將紙漿纖維與工業(yè)用水相混合以形成纖維漿；b)將所述纖維漿輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)；c)將濕纖維網(wǎng)脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)；以及d)將一種水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水的纖維網(wǎng)上，從而形成包含經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)，其中經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，其中當(dāng)經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。
18.如權(quán)利要求17中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)輸送到造紙機(jī)并將脫水纖維網(wǎng)與水相混合，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，其中經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿包含其中保留有水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維。
19.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)包括水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
20.如權(quán)利要求17中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)干燥到預(yù)定稠度，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)。
21.如權(quán)利要求20中所述的方法，其中經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
22.如權(quán)利要求20中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)輸送到造紙機(jī)并將干燥纖維網(wǎng)與水相混合，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，其中經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿包含其中保留有水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維。
23.如權(quán)利要求22中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括通過造紙機(jī)輸送經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，從而生產(chǎn)出成品紙或棉紙制品，所述成品具有由于經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的水不溶性化學(xué)添加劑而導(dǎo)致的增強(qiáng)的質(zhì)量。
24.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中由經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而在水中未保留的水不溶性化學(xué)添加劑的量是由經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)所保留的水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和50％之間。
25.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中施加到脫水纖維網(wǎng)的水不溶性化學(xué)添加劑的量為約1千克/公噸或更高。
26.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中施加到脫水纖維網(wǎng)的水不溶性化學(xué)添加劑的量為約3千克/公噸或更高。
27.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中施加到脫水纖維網(wǎng)的水不溶性化學(xué)添加劑的量為約5千克/公噸或更高。
28.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中水不溶性化學(xué)添加劑選自軟化劑、干強(qiáng)度劑、濕強(qiáng)度劑、遮光劑、染料、剝離劑、吸附劑、上漿劑、光學(xué)增白劑、化學(xué)示蹤劑、以及其混合物。
29.如權(quán)利要求17中所述的方法，其中水不溶性化學(xué)添加劑選自礦物油、礦脂、烯烴、醇類、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、酯類、高分子量羧基和多聚羧酸以及其鹽類、聚二甲基硅氧烷和改性聚二甲基硅氧烷；以及其混合物。
30.一種用權(quán)利要求17的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿制造的紙或棉紙制品。
31.一種用于將至少第一化學(xué)添加劑添加到紙漿纖維中的方法，所述方法包括a)將紙漿纖維與工業(yè)用水相混合從而形成纖維漿；b)將所述纖維漿輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備中；c)使得纖維漿脫水從而形成碎屑漿；以及d)將一種水不溶性化學(xué)添加劑施加到碎屑漿中，從而形成包含經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的碎屑漿，其中經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，其中當(dāng)經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。
32.如權(quán)利要求31中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)化學(xué)處理的碎屑漿輸送到造紙機(jī)并將經(jīng)化學(xué)處理的碎屑漿與水相混合，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，所述紙漿纖維漿包含其中保留有水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維。
33.如權(quán)利要求32中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括通過造紙機(jī)輸送經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，從而生產(chǎn)出成品紙或棉紙制品，所述成品具有由于經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的水不溶性化學(xué)添加劑而導(dǎo)致的增強(qiáng)的質(zhì)量。
34.如權(quán)利要求31中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括向經(jīng)化學(xué)處理的碎屑漿施加第二化學(xué)添加劑。
35.一種用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法，該方法包括a)產(chǎn)生包含工業(yè)用水與紙漿纖維的纖維漿；b)將所述纖維漿輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)；c)使得所述濕纖維網(wǎng)脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)；d)將第一水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水的纖維網(wǎng)上，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)；以及e)將第二水不溶性化學(xué)添加劑施加到經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)上，從而形成包含經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第一水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且，當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第二水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。
36.如權(quán)利要求35中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)輸送到造紙機(jī)并將經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)與水相混合，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，所述紙漿纖維漿包含其中保留有第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維。
37.如權(quán)利要求35中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)干燥到預(yù)定稠度，從而形成經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)。
38.如權(quán)利要求37中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)輸送到造紙機(jī)并將經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)與水相混合，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，所述紙漿纖維漿包含其中保留有第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維。
39.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)包括第一水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
40.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括第一水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
41.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)包括第二水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
42.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括第二水不溶性化學(xué)添加劑的梯度
43.如權(quán)利要求38中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括生產(chǎn)出成品紙或棉紙制品，所述成品具有由于經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑而導(dǎo)致的增強(qiáng)的質(zhì)量。
44.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中第一水不溶性化學(xué)添加劑選自軟化劑、干強(qiáng)度劑、濕強(qiáng)度劑、遮光劑、染料、剝離劑、吸附劑、上漿劑、光學(xué)增白劑、化學(xué)示蹤劑、以及其混合物。
45.如權(quán)利要求44中所述的方法，其中第一水不溶性化學(xué)添加劑是選自礦物油、礦脂、烯烴、醇類、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、酯類、高分子量羧基和多聚羧酸以及其鹽類、聚二甲基硅氧烷和改性聚二甲基硅氧烷；以及其混合物。
46.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中第二水不溶性化學(xué)添加劑選自軟化劑、干強(qiáng)度劑、濕強(qiáng)度劑、遮光劑、染料、剝離劑、吸附劑、上漿劑、光學(xué)增白劑、化學(xué)示蹤劑、以及其混合物。
47.如權(quán)利要求46中所述的方法，其中第二水不溶性化學(xué)添加劑選自礦物油、礦脂、烯烴、醇類、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、酯類、高分子量羧基和多聚羧酸以及其鹽類、聚二甲基硅氧烷和改性聚二甲基硅氧烷；以及其混合物。
48.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑被同時(shí)地施加到脫水纖維網(wǎng)。
49.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中以至少約0.1千克/公噸或更高的量將第一水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水纖維網(wǎng)。
50.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中以至少約0.1千克/公噸或更高的量將第二水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水纖維網(wǎng)。
51.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)具有65％到100％范圍內(nèi)的稠度。
52.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中在將第一水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水纖維網(wǎng)以后提供充分的停留時(shí)間以便于由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維保留第一水不溶性化學(xué)添加劑。
53.如權(quán)利要求35中所述的方法，其中在將第二水不溶性化學(xué)添加劑施加到脫水纖維網(wǎng)以后提供充分的停留時(shí)間以便于由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維保留第二水不溶性化學(xué)添加劑。
54.用如權(quán)利要求35中所述的方法制造的紙或棉紙制品。
55.一種用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法，所述方法包括a)將紙漿纖維與工業(yè)用水相混合以形成纖維漿；b)將所述纖維漿輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)；c)使得濕纖維網(wǎng)脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)；d)使得脫水纖維網(wǎng)干燥到預(yù)定的稠度從而形成干燥的纖維網(wǎng)；以及e)將第一水不溶性化學(xué)添加劑施加到干燥纖維網(wǎng)上并向干燥纖維網(wǎng)施加第二水不溶性化學(xué)添加劑，從而形成包含經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第一水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間，并且其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且，當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第二水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。
56.如權(quán)利要求55中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括第一水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
57.如權(quán)利要求55中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括第二水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
58.如權(quán)利要求55中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)輸送到造紙機(jī)并將經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)與水相混合，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，所述紙漿纖維漿包含其中至少保留有第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維。
59.如權(quán)利要求55中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括通過造紙機(jī)輸送經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，從而生產(chǎn)出成品紙或棉紙制品，所述成品具有由于經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的至少第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑而導(dǎo)致的增強(qiáng)的質(zhì)量。
60.如權(quán)利要求58中所述的方法，其中由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量是第一水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間。
61.如權(quán)利要求58中所述的方法，其中由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量是第二水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間。
62.如權(quán)利要求58中所述的方法，其中由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量是第一水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間，并且其中，由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量是第二水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間。
63.用如權(quán)利要求55中所述的方法制造的紙或棉紙制品。
64.一種用于將水不溶性化學(xué)添加劑施加到紙漿纖維上的方法，該方法包括a)將紙漿纖維與工業(yè)用水相混合以形成纖維漿；b)將所述纖維漿輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備并且形成濕纖維網(wǎng)；c)使得濕纖維網(wǎng)脫水到預(yù)定的稠度從而形成脫水的纖維網(wǎng)；d)向脫水纖維網(wǎng)上施加第一水不溶性化學(xué)添加劑從而形成經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)；e)將經(jīng)化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)干燥到預(yù)定的稠度從而形成經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)；以及f)將第二水不溶性化學(xué)添加劑施加到經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)上，從而形成包含經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第一水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第一水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間，并且其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且，當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，第二水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的第二水不溶性化學(xué)添加劑量的25％到100％之間。
65.如權(quán)利要求64中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的脫水纖維網(wǎng)包括第一水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
66.如權(quán)利要求64中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括第一水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
67.如權(quán)利要求64中所述的方法，其中經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)包括第二水不溶性化學(xué)添加劑的梯度。
68.如權(quán)利要求64中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)輸送到造紙機(jī)并將經(jīng)雙重化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)與水相混合，從而形成經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，所述紙漿纖維漿包含其中至少保留有第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑的經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維。
69.如權(quán)利要求64中所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括通過造紙機(jī)輸送經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維漿，從而生產(chǎn)出成品紙或棉紙制品，所述成品具有由于經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的至少第一和第二水不溶性化學(xué)添加劑而導(dǎo)致的增強(qiáng)的質(zhì)量。
70.如權(quán)利要求68中所述的方法，其中由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量是第一水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間。
71.如權(quán)利要求68中所述的方法，其中由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量是第二水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間。
72.如權(quán)利要求68中所述的方法，其中由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第一水不溶性化學(xué)添加劑的量是第一水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間，并且其中，由經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維所保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量為約0.1千克/公噸或更高，而當(dāng)經(jīng)雙重化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，在水中未保留的第二水不溶性化學(xué)添加劑的量是第二水不溶性化學(xué)添加劑的施加量的0和75％之間。
73.用如權(quán)利要求64中所述的方法制造的紙或棉紙制品。
全文摘要
可用水不溶性化學(xué)添加劑處理紙漿纖維，在將經(jīng)處理的紙漿纖維分散到工業(yè)用水中后使得所存在的未保留水不溶性化學(xué)添加劑的量最小化。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是用于制備經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的一種方法。生產(chǎn)包括工業(yè)用水和紙漿纖維的纖維漿。將纖維漿輸送到漿板機(jī)的網(wǎng)形成設(shè)備從而形成濕纖維網(wǎng)。將濕纖維網(wǎng)干燥到預(yù)定的稠度，從而形成干燥的纖維網(wǎng)。用一種水不溶性化學(xué)添加劑處理干燥的纖維網(wǎng)，從而形成包含經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維的經(jīng)化學(xué)處理的干燥纖維網(wǎng)。經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維具有提高的水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平，并且當(dāng)經(jīng)化學(xué)處理的紙漿纖維被再分散到水中時(shí)，水不溶性化學(xué)添加劑的化學(xué)保留水平在所施加的水不溶性化學(xué)添加劑量的保留水平的25％到100％之間。
文檔編號D21C9/00GK1496433SQ02806153
公開日2004年5月12日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月7日
發(fā)明者T·M·朗格, L·C·E·科, M·T·古萊, S-H·胡, E 科, T M 朗格, 古萊 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球公司